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Linux网络

黑马01 Linux网络基础概念

2026-04-13
#网络 #协议 #概念 #TCP #IP #Linux #OSI #帧 #报文

从今天（26.04.13）开始，进军 Linux网络编程，目前打算是跟着阿b上 “黑马” 的课和游双的《Linux高性能服务器编程》学习，希望在大二之前可以再学习下 OS 然后搞搞 dpdk。来呲狗哦！（到时候找老师要一个有网卡的服务器，或者先在VM上玩吧~）

1.1 协议（Protocol）

协议可以理解为数据传输和数据解释的规则。简单理解为各个主机之间通信所使用的共同语言。

文件传输示例

举一个这样的例子，A、B 机器要发送文件：

flowchart LR
    subgraph A["A机器"]
        direction TB
        a1[第一次]
        a2[第二次]
        a3[第三次]
    end

    subgraph B["B机器"]
        direction TB
        b1[第一次]
        b2[第二次]
        b3[第三次]
    end

    a1 -->|"文件名"| b1
    b1 -->|"OK"| a1

    a2 -->|"文件大小"| b2
    b2 -->|"OK"| a2

    a3 -->|"文件内容"| b3
    b3 -->|"OK"| a3

    style A fill:#fce4ec,stroke:#ec4899,stroke-width:2px,color:#333
    style B fill:#fce4ec,stroke:#ec4899,stroke-width:2px,color:#333
    style a1 fill:#fff0f5,stroke:#f472b6,stroke-width:1px
    style a2 fill:#fff0f5,stroke:#f472b6,stroke-width:1px
    style a3 fill:#fff0f5,stroke:#f472b6,stroke-width:1px
    style b1 fill:#fff0f5,stroke:#f472b6,stroke-width:1px
    style b2 fill:#fff0f5,stroke:#f472b6,stroke-width:1px
    style b3 fill:#fff0f5,stroke:#f472b6,stroke-width:1px

从 A 上传文件到服务器 B，需要在 A 和 B 之间制定一个双方都认可的规则，就称为文件传输协议，该协议是 FTP 协议的一个初级版本，后续优化形成了 FTP 协议。

典型协议

层级协议
传输层TCP / UDP
应用层HTTP、FTP
网络层IP、ICMP、IGMP
网络接口层ARP、RARP

协议详解

  • TCP（Transmission Control Protocol，传输协议控制）：是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。

  • UDP（User Datagram Protocol，用户数据报协议）：是 OSI 参考模型中一种无连接的传输层协议，提供面向事务的简单不可靠的信息传送服务。

  • HTTP（HyperText Transfer Protocol，超文本传输协议）：是一种基于 TCP 协议的应用层协议，用于在 Web 浏览器和 Web 服务器之间传输超文本文档。

  • FTP（File Transfer Protocol，文件传输协议）：是一种基于 TCP 协议的应用层协议，用于在客户端和服务器之间传输文件。

  • IP（Internet Protocol）：是一种用于在互联网上传输数据的网络层协议，提供无连接的服务。

  • ICMP（Internet Control Message Protocol，Internet 控制报文协议）：它是 TCP/IP 协议族的一个子协议，用于在 IP 主机、路由器之间传递控制信息。

  • IGMP（Internet Group Management Protocol，Internet 组管理协议）：是因特网协议家族中的一个组播协议，用于多播通信的网络层协议，该协议运行在主机和组播路由器之间。

  • ARP（Address Resolution Protocol，正向地址解析协议）：是一种用于将 IP 地址转换为物理地址的网络接口层协议，用于在局域网内解析主机地址。通过已知的 IP 寻找对应主机的 MAC 地址。

  • RARP（Reverse Address Resolution Protocol，反向地址解析协议）：是一种用于将物理地址转换为 IP 地址的网络接口层协议，用于在局域网内解析主机地址的反向映射。通过 MAC 地址确定 IP 地址。

1.2 OSI 参考模型

OSI（Open Systems Interconnection，开放系统互联模型）是一种用于描述计算机网络的参考模型，是设计和描述计算机网络通信的基本框架。

网络分层 OSI 7层模型

口诀：物数网传会表应

层级名称功能描述
7应用层应用程序，如 email、FTP、SSH、HTTP 等
6表示层编解码、翻译工作
5会话层建立数据传输通道，建立/保持会话
4传输层传输数据（TCP/UDP），端到端传输
3网络层定义网络、路径选择，点到点传输
2数据链路层数据校验，定义传输基本单位 - 帧
1物理层双绞线、光纤等传输介质，模数/数模转换

各层详解

  1. 物理层：双绞线、光纤（传输介质），将模拟信号（高/低电平）转换为数字信号（1/0）。调制解调器（modem）负责模数转换和数模转换。

  2. 数据链路层：数据校验，定义了网络传输的基本单位 - 帧（网络报文格式）。

  3. 网络层：定义网络，两台机器之间传输的路径选择，点到点的传输。例如：A → B → C，A → B 就是节点 A 到节点 B。IP 协议工作在这一层，路由器是该层设备。

  4. 传输层：传输数据 TCP、UDP，端到端的传输。例如：A → B → C，A → C 就是 A 端到 C 端，A 和 C 是两端。我们编程主要站在传输层的协议上。

  5. 会话层：通过传输层建立数据传输的通道，建立会话、保持会话。直接感知不到，是内核帮忙实现的。

  6. 表示层：编解码、翻译工作。

  7. 应用层：应用程序，如 email 服务、FTP 服务、SSH 服务、HTTP 服务等。

OSI 7层 vs TCP/IP 4层

flowchart LR
    subgraph OSI["OSI 参考模型（7层）"]
        direction TB
        o7[7. 应用层]
        o6[6. 表示层]
        o5[5. 会话层]
        o4[4. 传输层]
        o3[3. 网络层]
        o2[2. 数据链路层]
        o1[1. 物理层]
    end

    subgraph TCPIP["TCP/IP 模型（4层）"]
        direction TB
        t4[4. 应用层]
        t3[3. 传输层]
        t2[2. 网络层]
        t1[1. 网络接口层]
    end

    %% 对应关系连线
    o7 -.->|对应| t4
    o6 -.->|对应| t4
    o5 -.->|对应| t4
    o4 -.->|对应| t3
    o3 -.->|对应| t2
    o2 -.->|对应| t1
    o1 -.->|对应| t1

    %% OSI层样式
    style o7 fill:#fce4ec,stroke:#ec4899,stroke-width:2px,color:#333
    style o6 fill:#fce4ec,stroke:#ec4899,stroke-width:2px,color:#333
    style o5 fill:#fce4ec,stroke:#ec4899,stroke-width:2px,color:#333
    style o4 fill:#f8bbd9,stroke:#db2777,stroke-width:2px,color:#333
    style o3 fill:#f8bbd9,stroke:#db2777,stroke-width:2px,color:#333
    style o2 fill:#f48fb1,stroke:#be185d,stroke-width:2px,color:#333
    style o1 fill:#f48fb1,stroke:#be185d,stroke-width:2px,color:#333

    %% TCP/IP层样式
    style t4 fill:#f3e5f5,stroke:#9c27b0,stroke-width:2px,color:#333
    style t3 fill:#e1bee7,stroke:#8e24aa,stroke-width:2px,color:#333
    style t2 fill:#ce93d8,stroke:#7b1fa2,stroke-width:2px,color:#333
    style t1 fill:#ba68c8,stroke:#6a1b9a,stroke-width:2px,color:#fff

    %% 子图样式
    style OSI fill:#fff5f7,stroke:#ec4899,stroke-width:2px
    style TCPIP fill:#faf5fb,stroke:#9c27b0,stroke-width:2px

1.3 数据的流向

从 PC 机 A 到 PC 机 B 的数据传输流程：

flowchart TB
    subgraph Network["🌐 网络传输总览"]
        direction LR
        PCA["🖥️ PC机A"] -->|发送| Router1["📡 路由器"]
        Router1 -->|路由| Cloud["☁️ 互联网"]
        Cloud -->|路由| Router2["📡 路由器"]
        Router2 -->|接收| PCB["🖥️ PC机B"]
    end

    subgraph Process["数据处理流程"]
        direction LR

        subgraph Encapsulation["📦 发送方：数据封装"]
            direction TB
            E1["应用层<br/>原始数据"]
            E2["传输层<br/>+ TCP/UDP头部"]
            E3["网络层<br/>+ IP头部"]
            E4["链路层<br/>+ MAC头部"]

            E1 --> E2 --> E3 --> E4
        end

        subgraph Transmit["📤 数据传输"]
            direction TB
            T["数据帧<br/>通过物理介质传输"]
        end

        subgraph Decapsulation["📭 接收方：数据解封装"]
            direction TB
            D4["链路层<br/>去除MAC头部"]
            D3["网络层<br/>去除IP头部"]
            D2["传输层<br/>去除TCP/UDP头部"]
            D1["应用层<br/>原始数据"]

            D4 --> D3 --> D2 --> D1
        end

        Encapsulation --> Transmit --> Decapsulation
    end

    %% 连接
    PCA -.->|封装| Encapsulation
    Decapsulation -.->|解封装| PCB

    %% 样式定义
    style PCA fill:#fce4ec,stroke:#ec4899,stroke-width:3px,color:#333
    style PCB fill:#fce4ec,stroke:#ec4899,stroke-width:3px,color:#333
    style Router1 fill:#e1bee7,stroke:#9c27b0,stroke-width:2px,color:#333
    style Router2 fill:#e1bee7,stroke:#9c27b0,stroke-width:2px,color:#333
    style Cloud fill:#f3e5f5,stroke:#ba68c8,stroke-width:2px,color:#333

    style E1 fill:#fff0f5,stroke:#f472b6,stroke-width:2px,color:#333
    style E2 fill:#fce4ec,stroke:#ec4899,stroke-width:2px,color:#333
    style E3 fill:#f8bbd9,stroke:#db2777,stroke-width:2px,color:#333
    style E4 fill:#f48fb1,stroke:#be185d,stroke-width:2px,color:#fff

    style T fill:#e1bee7,stroke:#9c27b0,stroke-width:2px,color:#333

    style D4 fill:#f48fb1,stroke:#be185d,stroke-width:2px,color:#fff
    style D3 fill:#f8bbd9,stroke:#db2777,stroke-width:2px,color:#333
    style D2 fill:#fce4ec,stroke:#ec4899,stroke-width:2px,color:#333
    style D1 fill:#fff0f5,stroke:#f472b6,stroke-width:2px,color:#333

    style Network fill:#faf5fb,stroke:#9c27b0,stroke-width:3px
    style Process fill:#fff5f7,stroke:#ec4899,stroke-width:2px
    style Encapsulation fill:#fff0f5,stroke:#f472b6,stroke-width:2px
    style Transmit fill:#f3e5f5,stroke:#9c27b0,stroke-width:2px
    style Decapsulation fill:#fce4ec,stroke:#ec4899,stroke-width:2px

数据封装过程（从上到下）

层级操作
应用层原始数据
传输层添加 TCP/UDP 头部
网络层添加 IP 头部
链路层添加 MAC 头部和尾部

数据解封装过程（从下到上）

层级操作
链路层去除 MAC 头部和尾部
网络层去除 IP 头部
传输层去除 TCP/UDP 头部
应用层得到原始数据

1.4 网络应用程序设计模式

C/S 模式

客户端（Client）/ 服务器（Server） 模式，需要在通讯两端各自部署客户机和服务器来完成数据通信。

优点：

  • 可以安装在本地
  • 可以缓存数据
  • 协议的选择灵活

缺点：

  • 客户端工具需要程序员开发，开发周期长、工作量大
  • 需要本地安装，对客户电脑安全有一定影响

B/S 模式

浏览器 / Web 服务器（Server） 模式，只需要在一端部署服务器，浏览器作为客户端即可完成数据的传输。

优点：

  • 浏览器不用开发，开发周期短、工作量小

缺点：

  • 只能选择 HTTP 协议
  • 不能缓存数据，效率受影响

1.5 以太网帧格式

以太网帧格式是包装在网络接口层（数据链路层）的协议。

flowchart LR
    subgraph EthernetFrame["以太网帧格式 (RFC 894)"]
        direction LR
        DA["目的地址<br/>6字节"]
        SA["源地址<br/>6字节"]
        Type["类型<br/>2字节"]
        Data["数据<br/>46~1500字节"]
        CRC["CRC<br/>4字节"]

        DA --> SA --> Type --> Data --> CRC
    end

    subgraph IPPacket["类型 0x0800: IP数据报"]
        direction LR
        IPType["类型<br/>0800"]
        IPData["IP数据报<br/>46~1500字节"]

        IPType --> IPData
    end

    subgraph ARPPacket["类型 0x0806: ARP请求/应答"]
        direction LR
        ARPType["类型<br/>0806"]
        ARPData["ARP请求/应答<br/>28字节"]
        ARPPad["PAD填充<br/>18字节"]

        ARPType --> ARPData --> ARPPad
    end

    subgraph RARPPacket["类型 0x8035: RARP请求/应答"]
        direction LR
        RARPType["类型<br/>8035"]
        RARPData["RARP请求/应答<br/>28字节"]
        RARPPad["PAD填充<br/>18字节"]

        RARPType --> RARPData --> RARPPad
    end

    %% 样式定义
    style DA fill:#fce4ec,stroke:#ec4899,stroke-width:2px,color:#333
    style SA fill:#fce4ec,stroke:#ec4899,stroke-width:2px,color:#333
    style Type fill:#f8bbd9,stroke:#db2777,stroke-width:2px,color:#333
    style Data fill:#f48fb1,stroke:#be185d,stroke-width:2px,color:#fff
    style CRC fill:#e1bee7,stroke:#9c27b0,stroke-width:2px,color:#333

    style IPType fill:#f8bbd9,stroke:#db2777,stroke-width:2px,color:#333
    style IPData fill:#f48fb1,stroke:#be185d,stroke-width:2px,color:#fff

    style ARPType fill:#f8bbd9,stroke:#db2777,stroke-width:2px,color:#333
    style ARPData fill:#ce93d8,stroke:#7b1fa2,stroke-width:2px,color:#333
    style ARPPad fill:#e1bee7,stroke:#9c27b0,stroke-width:2px,color:#333

    style RARPType fill:#f8bbd9,stroke:#db2777,stroke-width:2px,color:#333
    style RARPData fill:#ba68c8,stroke:#6a1b9a,stroke-width:2px,color:#fff
    style RARPPad fill:#e1bee7,stroke:#9c27b0,stroke-width:2px,color:#333

    style EthernetFrame fill:#fff5f7,stroke:#ec4899,stroke-width:3px
    style IPPacket fill:#f3e5f5,stroke:#9c27b0,stroke-width:2px
    style ARPPacket fill:#f3e5f5,stroke:#9c27b0,stroke-width:2px
    style RARPPacket fill:#f3e5f5,stroke:#9c27b0,stroke-width:2px

以太网帧字段说明

字段长度说明
目的地址6 字节MAC（Media Access Control，硬件/物理）地址。例如：00:0a:02:1b:03:0c，每个字节之间用冒号隔开
源地址6 字节发送主机的 MAC 地址
类型2 字节例如：0800 是 4 个 16 进制数，即 2 个字节
数据46~1500 字节0800 类型是 IP 数据报；0806 类型是 ARP 请求/应答（28 字节 + 18 字节 PAD 填充）；8035 类型是 RARP 请求/应答
CRC4 字节循环冗余检验（Cyclic Redundancy Check），帧检验序列 FCS，用于检测数据传输中的误码

注意：MAC 地址示例 00:0a:02:1b:03:0c 中，1b = 16 × 1 + 11 = 27

1.6 ARP 协议

ARP（Address Resolution Protocol，地址解析协议）通过对方的 IP 地址获得 MAC 地址。

ARP 通信场景

flowchart TB
    subgraph Scene["ARP通信场景"]
        direction LR

        subgraph Source["源主机"]
            PCA["PC机A<br/>IP: 192.168.10.143<br/>MAC: 00:0c:29:7f:37:1b"]
        end

        Cloud["☁️ 局域网"]

        subgraph Target["目的主机"]
            PCB["PC机B<br/>IP: 192.168.10.149<br/>MAC: 00:0c:29:7f:37:3f"]
        end

        PCA <-->|ARP请求/应答| Cloud <-->|广播/单播| PCB
    end

    style PCA fill:#fce4ec,stroke:#ec4899,stroke-width:3px,color:#333
    style PCB fill:#e1bee7,stroke:#9c27b0,stroke-width:3px,color:#333
    style Cloud fill:#f3e5f5,stroke:#ba68c8,stroke-width:2px,color:#333
    style Source fill:#fff5f7,stroke:#ec4899,stroke-width:2px
    style Target fill:#faf5fb,stroke:#9c27b0,stroke-width:2px
    style Scene fill:#ffffff,stroke:#ec4899,stroke-width:3px

ARP 数据报格式

flowchart LR
    subgraph ARPHeader["ARP数据报格式（28字节）"]
        direction LR

        ETH["以太网首部<br/>14字节"]
        ARP["ARP数据报<br/>28字节"]

        ETH --> ARP
    end

    subgraph ARPDetail["ARP数据报详细结构"]
        direction LR

        HT["硬件类型<br/>2字节<br/>0001"]
        PT["协议类型<br/>2字节<br/>0800"]
        HL["硬件地址<br/>长度<br/>1字节<br/>06"]
        PL["协议地址<br/>长度<br/>1字节<br/>04"]
        OP["操作码<br/>2字节<br/>0001/0002"]
        SMAC["发送端<br/>MAC地址<br/>6字节"]
        SIP["发送端<br/>IP地址<br/>4字节"]
        DMAC["目的<br/>MAC地址<br/>6字节"]
        DIP["目的<br/>IP地址<br/>4字节"]

        HT --> PT --> HL --> PL --> OP --> SMAC --> SIP --> DMAC --> DIP
    end

    style HT fill:#fce4ec,stroke:#ec4899,stroke-width:2px,color:#333
    style PT fill:#fce4ec,stroke:#ec4899,stroke-width:2px,color:#333
    style HL fill:#f8bbd9,stroke:#db2777,stroke-width:2px,color:#333
    style PL fill:#f8bbd9,stroke:#db2777,stroke-width:2px,color:#333
    style OP fill:#f48fb1,stroke:#be185d,stroke-width:2px,color:#fff
    style SMAC fill:#e1bee7,stroke:#9c27b0,stroke-width:2px,color:#333
    style SIP fill:#e1bee7,stroke:#9c27b0,stroke-width:2px,color:#333
    style DMAC fill:#ce93d8,stroke:#7b1fa2,stroke-width:2px,color:#333
    style DIP fill:#ce93d8,stroke:#7b1fa2,stroke-width:2px,color:#333
    style ETH fill:#fff0f5,stroke:#f472b6,stroke-width:2px,color:#333
    style ARP fill:#f3e5f5,stroke:#9c27b0,stroke-width:2px,color:#333
    style ARPHeader fill:#fff5f7,stroke:#ec4899,stroke-width:2px
    style ARPDetail fill:#faf5fb,stroke:#9c27b0,stroke-width:2px

ARP 请求包（op=1）

flowchart LR
    subgraph ARPRequest["ARP请求包（op=1）"]
        direction LR

        DA["目的地址<br/>ff:ff:ff:ff:ff:ff<br/>(广播)"]
        SA["源地址<br/>00:0c:29:7f:37:1b"]
        Type["帧类型<br/>0806"]
        HT["硬件类型<br/>0001"]
        PT["协议类型<br/>0800"]
        HL["硬件地址<br/>长度<br/>06"]
        PL["协议地址<br/>长度<br/>04"]
        OP["操作码<br/>0001<br/>(请求)"]
        SMAC["源MAC<br/>00:0c:29:7f:37:1b"]
        SIP["源IP<br/>192.168.10.143"]
        DMAC["目的MAC<br/>ff:ff:ff:ff:ff:ff<br/>(未知)"]
        DIP["目的IP<br/>192.168.10.149"]

        DA --> SA --> Type --> HT --> PT --> HL --> PL --> OP --> SMAC --> SIP --> DMAC --> DIP
    end

    style DA fill:#f48fb1,stroke:#be185d,stroke-width:2px,color:#fff
    style SA fill:#fce4ec,stroke:#ec4899,stroke-width:2px,color:#333
    style Type fill:#f8bbd9,stroke:#db2777,stroke-width:2px,color:#333
    style HT fill:#fce4ec,stroke:#ec4899,stroke-width:2px,color:#333
    style PT fill:#fce4ec,stroke:#ec4899,stroke-width:2px,color:#333
    style HL fill:#f8bbd9,stroke:#db2777,stroke-width:2px,color:#333
    style PL fill:#f8bbd9,stroke:#db2777,stroke-width:2px,color:#333
    style OP fill:#f48fb1,stroke:#be185d,stroke-width:2px,color:#fff
    style SMAC fill:#e1bee7,stroke:#9c27b0,stroke-width:2px,color:#333
    style SIP fill:#e1bee7,stroke:#9c27b0,stroke-width:2px,color:#333
    style DMAC fill:#f8bbd9,stroke:#db2777,stroke-width:2px,color:#333
    style DIP fill:#f8bbd9,stroke:#db2777,stroke-width:2px,color:#333
    style ARPRequest fill:#fff5f7,stroke:#ec4899,stroke-width:3px

ARP 应答包（op=2）

flowchart LR
    subgraph ARPReply["ARP应答包（op=2）"]
        direction LR

        DA["目的地址<br/>00:0c:29:7f:37:1b"]
        SA["源地址<br/>00:0c:29:7f:37:3f"]
        Type["帧类型<br/>0806"]
        HT["硬件类型<br/>0001"]
        PT["协议类型<br/>0800"]
        HL["硬件地址<br/>长度<br/>06"]
        PL["协议地址<br/>长度<br/>04"]
        OP["操作码<br/>0002<br/>(应答)"]
        SMAC["源MAC<br/>00:0c:29:7f:37:3f"]
        SIP["源IP<br/>192.168.10.149"]
        DMAC["目的MAC<br/>00:0c:29:7f:37:1b"]
        DIP["目的IP<br/>192.168.10.143"]

        DA --> SA --> Type --> HT --> PT --> HL --> PL --> OP --> SMAC --> SIP --> DMAC --> DIP
    end

    style DA fill:#fce4ec,stroke:#ec4899,stroke-width:2px,color:#333
    style SA fill:#f8bbd9,stroke:#db2777,stroke-width:2px,color:#333
    style Type fill:#f8bbd9,stroke:#db2777,stroke-width:2px,color:#333
    style HT fill:#fce4ec,stroke:#ec4899,stroke-width:2px,color:#333
    style PT fill:#fce4ec,stroke:#ec4899,stroke-width:2px,color:#333
    style HL fill:#f8bbd9,stroke:#db2777,stroke-width:2px,color:#333
    style PL fill:#f8bbd9,stroke:#db2777,stroke-width:2px,color:#333
    style OP fill:#f48fb1,stroke:#be185d,stroke-width:2px,color:#fff
    style SMAC fill:#e1bee7,stroke:#9c27b0,stroke-width:2px,color:#333
    style SIP fill:#e1bee7,stroke:#9c27b0,stroke-width:2px,color:#333
    style DMAC fill:#f8bbd9,stroke:#db2777,stroke-width:2px,color:#333
    style DIP fill:#f8bbd9,stroke:#db2777,stroke-width:2px,color:#333
    style ARPReply fill:#fff5f7,stroke:#ec4899,stroke-width:3px

1.7 IP 数据报格式

IP数据报格式（20字节固定首部）
0 4 8 16 31
4位
版本
4位
首部长度
8位服务类型(TOS)
16位总长度(字节数)
16位标识
3位
标志
13位片偏移
8位生存时间(TTL)
8位协议
16位首部检验和
32位源IP地址
32位目的IP地址
选项（如果有）0~40字节
数据

IP 首部各字段说明

字段说明
版本IP 协议版本，IPv4 为 4，IPv6 为 6
首部长度以 4 字节为单位，最小值为 5（20 字节），最大值为 15（60 字节）
服务类型(TOS)用于区分服务优先级
总长度整个 IP 数据报的长度，最大 65535 字节
标识用于分片重组时识别同一数据报
标志3 位：保留位、DF（禁止分片）、MF（更多分片）
片偏移分片在原始数据报中的位置，以 8 字节为单位
生存时间(TTL)防止网络阻塞，每经过一个节点 -1，到 0 丢弃
协议区分上层协议：TCP、UDP、ICMP、IGMP
首部检验和只校验 IP 首部，数据校验由更高层负责
源/目的 IP 地址32 位，4 字节，点分十进制表示

注意：我们熟悉的 IP 都是点分十进制的，4 字节，每字节对应一个点分位，最大为 255，实际上就是整型数！

1.8 UDP 数据报格式

UDP数据报格式（8字节固定首部）
0 15 16 31
16位源端口号
16位目的端口号
16位UDP长度
16位UDP检验和
数据（如果有）

UDP 首部各字段说明

字段长度说明
源端口号2 字节发送方的端口号
目的端口号2 字节接收方的端口号
UDP 长度2 字节UDP 数据报的总长度（首部 + 数据），最小值为 8（只有首部）
UDP 检验和2 字节检测 UDP 数据报在传输中是否有错，有错就丢弃

核心概念：通过 IP 地址来确定网络环境中的唯一一台主机；主机上使用端口号来区分不同的应用程序。IP + 端口 唯一确定唯一一台主机上的一个应用程序。

1.9 TCP 数据报格式

TCP数据报格式（20字节固定首部）
0 15 16 31
16位源端口号
16位目的端口号
32位序号
32位确认序号
4位
首部长度
保留
(6位)
U
R
G A
C
K P
S
H R
S
T S
Y
N F
I
N
16位窗口大小
16位检验和
16位紧急指针
选项
数据

TCP 首部各字段说明

字段说明
源/目的端口号发送方和接收方的端口号，各 2 字节
32位序号本报文段所发送的数据的第一个字节的序号
32位确认序号期望收到对方下一个报文段的第一个数据字节的序号
4位首部长度TCP 报文段的数据起始处距离报文段的起始处有多远，单位是 4 字节
保留(6位)保留为今后使用，目前应置为 0
6个标志位URG（紧急）、ACK（确认）、PSH（推送）、RST（复位）、SYN（同步）、FIN（终止）
16位窗口大小接收方允许发送方发送的数据量，用于流量控制
16位检验和检测 TCP 报文段在传输中是否有错
16位紧急指针指出本报文段中紧急数据的字节数

TCP 核心机制

  • 序号：TCP 是安全可靠的，每个数据包都带有序号。当数据包丢失时，需要重传，使用序号进行重传。控制数据有序，丢包重传。

  • 确认序号：使用确认序号可以知道对方是否已经收到，通过确认序号可以知道哪个序号的数据需要重传。

  • 16位窗口大小：滑动窗口，主要进行流量控制。